RU52957U1

RU52957U1 - RAIL VEHICLE BRAKE PAD

Info

Publication number: RU52957U1
Application number: RU2005133046/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Ворончихин; Игорь Андреевич Налев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Завод фрикционных и термостойких материалов" ОАО "ФРИТЕКС"
Priority date: 2005-10-26
Filing date: 2005-10-26
Publication date: 2006-04-27

Abstract

Полезная модель относится к тормозным устройствам, а именно к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств.The utility model relates to brake devices, namely, brake pads of railway vehicles.

Тормозная колодка содержит цельнометаллический каркас с П-образным выступом в центральной его части, композиционный фрикционный элемент и твердую вставку. Продольное сечение вставки имеет трапециидальную форму с прямыми или радиусными основаниями. Поперечное сечение вставки имеет форму, не отличающуюся от формы колодки в других ее сечениях. Вставка расположена в центральной части колодки симметрично относительно вертикальной оси симметрии колодки. Вставка выполнена из чугуна и приварена к металлическому каркасу по двум сторонам П-образного выступа по ширине каркаса.The brake pad contains an all-metal skeleton with a U-shaped protrusion in its central part, a composite friction element and a solid insert. The longitudinal section of the insert has a trapezoidal shape with straight or radius bases. The cross section of the insert has a shape that does not differ from the shape of the pads in its other sections. The insert is located in the central part of the shoe symmetrically with respect to the vertical axis of symmetry of the shoe. The insert is made of cast iron and welded to a metal frame on two sides of the U-shaped protrusion along the width of the frame.

Description

Заявляемая полезная модель относится к тормозным устройствам, а именно к тормозным колодкам железнодорожных транспортных средств.The inventive utility model relates to brake devices, namely to brake pads of railway vehicles.

Известны чугунные тормозные колодки, в том числе с металлическим каркасом, выпускаемые по ГОСТ 1205-73 «Колодки чугунные тормозные для вагонов и тендеров железных дорог. Конструкция и основные размеры.».Known cast-iron brake pads, including those with a metal frame, manufactured according to GOST 1205-73 "Cast-iron brake pads for railroad cars and tenders. Design and main dimensions. ”.

Указанные колодки оказывают положительное воздействие на поверхность качения колеса, сберегают колесо, однако они при эксплуатации не обеспечивают высокую эффективность торможения, имеют большой вес (16 кг), требуют больших усилий натяжения рычажной передачи при торможении, не обеспечивают бесшумного и плавного торможения поезда, кроме того, имеют высокую стоимость.These pads have a positive effect on the rolling surface of the wheel, save the wheel, however, they do not provide high braking performance during operation, have a large weight (16 kg), require high tension of the lever gear during braking, and do not provide silent and smooth braking of the train, in addition have a high cost.

Известное техническое решение используется по тому же назначению, что и заявляемое и имеет общий с ним существенный признак «тормозная колодка».The known technical solution is used for the same purpose as the claimed one and has a common essential attribute “brake shoe” with it.

Известна чугунная тормозная колодка по патенту РФ №2040361 (B 22 D 19/02, 1995 г.). Колодка состоит из металлического каркаса (спинки), расположенного на нерабочей поверхности, и тела колодки, на рабочей поверхности которого расположены чередующиеся по длине колодки участки серого, белого и половинчатого чугунов. Концы колодки выполнены из серого чугуна, а участки белого чугуна расположены внутри участков из половинчатого чугуна.Known cast-iron brake shoe according to the patent of the Russian Federation No. 2040361 (B 22 D 19/02, 1995). The block consists of a metal frame (back), located on a non-working surface, and the body of the block, on the working surface of which are located sections of gray, white and half cast iron alternating along the length of the block. The ends of the pads are made of gray cast iron, and sections of white cast iron are located inside sections of half cast iron.

Известные колодки имеют достаточно высокую износостойкость, но недостаточно снижают повреждения поверхности катания колес, кроме того они имеют небольшой срок службы.Known pads have a sufficiently high wear resistance, but not enough to reduce damage to the surface of the wheels, in addition, they have a short service life.

Известное техническое решение используется по тому же назначению, что и заявляемое и имеет общие с ним существенные признаки «тормозная колодка», «металлический каркас» и «вставки (участки)».The known technical solution is used for the same purpose as the claimed one and has common essential features with it “brake shoe”, “metal frame” and “insert (sections)”.

Известна тормозная колодка для железнодорожного подвижного состава по патенту РФ №2025352 (В 61 Н 1/00, 1994 г.). Колодка выполнена в виде дугообразной отливки в форму бруса прямоугольного сечения. В теле бруса со стороны рабочей поверхности закреплены вставки. Вставки выполнены из материала с более высокой абразивностью, чем материал бруса.Known brake shoe for railway rolling stock according to the patent of the Russian Federation No. 2025352 (61 N 1/00, 1994). The block is made in the form of an arc-shaped casting in the shape of a bar of rectangular cross section. Inserts are fixed in the timber body from the side of the working surface. The inserts are made of a material with higher abrasiveness than the material of the beam.

Указанная колодка обеспечивает высокую эффективность торможения, однако конструкция колодки сложная, что снижает ее надежность при эксплуатации.The specified block provides high braking performance, however, the design of the block is complex, which reduces its reliability during operation.

Существенные признаки известной колодки «вставки» является общим с существенными признаками заявляемой тормозной колодки.The essential features of the known “insert” pads are common with the essential features of the claimed brake pads.

Наиболее близким является аналогом заявляемой колодки является тормозная колодка по авторскому свидетельству СССР №159186 (20 fl, B 61 h, 1963 г.). Тормозная колодка содержит пару твердых вставок, размещенных на рабочей поверхности колодки в ее фрикционной части (элементе) и перекрывающих колодку по ширине. Фрикционная часть колодки крепится на металлическом каркасе.The closest is an analogue of the claimed shoe is a brake shoe according to the USSR copyright certificate No. 159186 (20 fl, B 61 h, 1963). The brake shoe contains a pair of solid inserts placed on the working surface of the shoe in its friction part (element) and overlapping the shoe in width. The friction part of the block is mounted on a metal frame.

Существенные признаки известной колодки «металлический каркас», «фрикционный элемент» и «твердые вставки» являются общими с существенными признаками заявляемой колодки.The essential features of the well-known pads “metal frame”, “friction element” and “solid inserts” are common with the essential features of the claimed pads.

Колодка по наиболее близкому аналогу не обеспечивает необходимую эффективности торможения. Кроме того, срок службы указанных колодок небольшой. Это вызвано недостаточно прочным креплением вставок в колодке. Вставки держатся во фрикционной части колодки за счет сил трения, возникающих между фрикционным материалом и материалом вставок. Крепление вставок обеспечивается при изготовления колодки за счет приформовывания вставок к фрикционному материалу при высоких температуре и давлении. Однако, при эксплуатации колодок, особенно при длительных и экстренных торможениях, происходит интенсивная передача тепла из зоны трения на поверхность вставок. Температура вставок резко возрастает. При этом происходив выгорание и расплавление органических компонентов материала из которого The block on the closest analogue does not provide the necessary braking performance. In addition, the service life of these pads is short. This is caused by insufficiently strong attachment of the inserts in the block. The inserts are held in the friction part of the block due to friction forces arising between the friction material and the material of the inserts. The fastening of the inserts is ensured in the manufacture of the pads due to the molding of the inserts to the friction material at high temperature and pressure. However, during the operation of pads, especially during prolonged and emergency braking, intense heat transfer occurs from the friction zone to the surface of the inserts. The temperature of the inserts increases sharply. In this case, the burning out and fusion of the organic components of the material from which

изготовлена фрикционная часть колодки. Крепление вставок ослабевает, они перестают выполнять свое назначение и могут совсем выпасть из колодки, что приведет к аварийной ситуации.the friction part of the block is made. The attachment of the inserts is weakened, they cease to fulfill their purpose and can completely fall out of the block, which will lead to an emergency.

Задачами, на решение которых направлена заявляемая тормозная колодка, являются:The tasks to be solved by the claimed brake shoe are:

- повышение ресурса эксплуатации колес путем сохранения поверхности катания колес, уменьшение термических трещин и других дефектов на поверхности колес;- increase the service life of the wheels by preserving the wheel rolling surface, reducing thermal cracks and other defects on the surface of the wheels;

- повышение стабильности эффективности торможения колодок, особенно при эксплуатации в тяжелых условиях;- improving the stability of the braking pads, especially when operating in harsh conditions;

- повышение надежности конструкции колодки;- improving the reliability of the pads;

- повышение технологичности изготовления колодки.- improving the manufacturability of the pads.

Поставленные задачи решает тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, содержащая цельнометаллический каркас с П-образным выступом в центральной его части, композиционный фрикционный элемент и твердую вставку. Продольное сечение вставки имеет трапециидальную форму с прямыми или радиусными основаниями, а поперечное сечение имеет форму, не отличающуюся от формы колодки в других его сечениях. Вставка расположена в центральной части колодки узким основанием к рабочей поверхности колодки симметрично относительно вертикальной оси симметрии колодки. Вставка выполнена из чугуна и приварена к металлическому каркасу по двум сторонам П-образного выступа по ширине каркаса.The tasks are solved by the brake pad of a railway vehicle, which contains an all-metal frame with a U-shaped protrusion in its central part, a composite friction element and a solid insert. The longitudinal section of the insert has a trapezoidal shape with straight or radial bases, and the cross section has a shape that does not differ from the shape of the block in its other sections. The insert is located in the central part of the shoe with a narrow base to the working surface of the shoe symmetrically with respect to the vertical axis of symmetry of the shoe. The insert is made of cast iron and welded to a metal frame on two sides of the U-shaped protrusion along the width of the frame.

Существенные признаки заявляемой колодки «вставка имеет продольное сечение трапециидальной формы с прямыми или радиусными основаниями», «поперечное сечение вставки имеет форму, не отличающуюся от формы колодки в других ее сечениях», «вставка, расположенная в центральной части колодки симметрично относительно вертикальной оси симметрии колодки узким основанием к рабочей поверхности колодки», «вставка, выполненная из чугуна» и «вставка приварена к металлическому каркасу по двум сторонам П-образного Salient features of the claimed block “the insert has a longitudinal section of a trapezoidal shape with straight or radial bases”, “the cross section of the insert has a shape that does not differ from the shape of the block in its other sections”, “the insert located in the central part of the block is symmetrical with respect to the vertical axis of symmetry of the block narrow base to the working surface of the block "," insert made of cast iron "and" the insert is welded to a metal frame on two sides of the U-shaped

выступа по ширине каркаса» являются отличительными от существенных признаков наиболее близкого аналога.protrusions across the width of the frame ”are distinctive from the essential features of the closest analogue.

В качестве каркаса используют цельнометаллический каркас с П-образным выступом в центральной его части. В П-образном выступе выполнено отверстие под чеку для крепления колодки в тормозном узле. В качестве материала для изготовления каркаса используют листовую сталь.As a frame, an all-metal frame with a U-shaped protrusion in its central part is used. A hole under the pin is made in the U-shaped protrusion for mounting the pads in the brake assembly. As a material for the manufacture of the frame using sheet steel.

Композиционный фрикционный элемент изготавливают из полимерной композиции, содержащей связующее (обычно полимерное: каучуковое, смоляное или комбинированное), различные волокнистые и фрикционные наполнители. Состав композиции определяется назначением и условиями эксплуатации колодок.A composite friction element is made of a polymer composition containing a binder (usually polymer: rubber, resin or combined), various fibrous and friction fillers. The composition is determined by the purpose and operating conditions of the pads.

Вставка выполнена с продольным сечением трапециидальной формы с прямыми или радиусными основаниями. Поперечное сечение вставки имеет форму, не отличающуюся от формы колодки в других ее сечениях. Вставка расположена в колодке узким основанием к ее рабочей поверхности симметрично относительно вертикальной оси симметрии колодки. Вставку приваривают к цельнометаллическому каркасу по двум сторонам П-образного выступа по ширине каркаса. Вставку изготавливают из чугуна любой марки, например из фосфористого чугуна.The insert is made with a longitudinal section of a trapezoidal shape with straight or radius bases. The cross section of the insert has a shape that does not differ from the shape of the pads in its other sections. The insert is located in the block with a narrow base to its working surface symmetrically with respect to the vertical axis of symmetry of the block. The insert is welded to the all-metal frame on two sides of the U-shaped protrusion along the width of the frame. The insert is made of cast iron of any brand, for example, phosphorous cast iron.

На фиг. представлена тормозная колодка железнодорожного транспортного средства, где 1 - металлический каркас, 2 - П-образный выступ, 3 - отверстие под чеку, 4 - композиционный фрикционный элемент, 5 - вставка, 6 - место вставки.In FIG. The brake pad of a railway vehicle is presented, where 1 is a metal frame, 2 is a U-shaped protrusion, 3 is a pin hole, 4 is a composite friction element, 5 is an insert, 6 is the insertion place.

Технология изготовление колодки несложная и предусматривает следующие этапы:The manufacturing technology of the pads is simple and involves the following steps:

- изготовление (отливка) вставки;- manufacture (casting) of the insert;

- изготовление металлического каркаса;- manufacture of a metal frame;

- приваривание вставки к металлическому каркасу;- welding the insert to the metal frame;

- изготовление полимерной композиции;- manufacture of a polymer composition;

- формование колодки в пресс-форме под давлением после укладки в нее полимерной композиции в виде навески распушенной массы и металлического каркаса с приваренной вставкой с последующей вулканизацией.- forming the pads in the mold under pressure after laying the polymer composition in it in the form of a weighed portion of the fluff mass and a metal frame with a welded-in insert followed by vulcanization.

При выполнение колодки таким образом, как описано в отличительной части формулы полезной модели, твердая вставка жестко соединена с каркасом и, следовательно, надежно закреплена в колодке. Это исключает возможность выпадения вставки и разрушения всей колодки. Применение в композиционной колодке чугунной вставки, имеющей значительно большую твердость и теплопроводность по сравнению с композиционной частью колодки, обеспечивает соответственно очищающее и полирующее действие поверхности катания колеса и как следствие, обеспечивает стабильность коэффициента трения тормозной пары (колеса и колодки) и создает условия для плавного качения и уменьшения износа поверхности катания колеса, а также позволяет улучшить отвод избыточного тепла, возникающего при эксплуатации колодки, особенно в зоне контакта с колесом, на нерабочую поверхность колодки. С целью обеспечения очищающего и полирующего действия всей площади поверхности катания колеса в зоне контакта колодки с колесом форма поперечного сечения чугунной вставки не отличается от формы колодки в других ее поперечных сечениях. С целью улучшения отвода тепла в окружающую среду и улучшения надежности крепления продольное сечение вставки имеет трапециидальную форму с прямыми или радиусными основаниями и она расположена в центральной части колодки узким основанием к рабочей поверхности колодки. При использовании колодки заявляемой конструкции происходит уменьшение наволакивания металла (переноса металла с поверхности катания колеса на тормозную колодку), а также уменьшение термических трещин и других дефектов поверхности колеса, уменьшается неравномерность износа колодок, что позволяет сохранить поверхность катания колеса и повысить ресурс его работы.When performing the block in the manner described in the characterizing part of the utility model formula, the solid insert is rigidly connected to the frame and, therefore, is firmly fixed to the block. This eliminates the possibility of loss of insertion and destruction of the entire block. The use of a cast-iron insert in the composite shoe, which has a significantly greater hardness and thermal conductivity compared to the composite part of the shoe, provides a correspondingly cleaning and polishing effect of the wheel's surface and, as a result, ensures the stability of the friction coefficient of the brake pair (wheel and shoe) and creates conditions for smooth rolling and reduce wear of the wheel’s rolling surface, and also allows to improve the removal of excess heat arising from the operation of the block, especially in the zone of ntakta with the wheel, at non-operating surface of the pad. In order to ensure the cleaning and polishing action of the entire surface of the wheel in the contact area of the block with the wheel, the cross-sectional shape of the cast-iron insert does not differ from the shape of the block in its other cross sections. In order to improve heat removal to the environment and improve the reliability of fastening, the longitudinal section of the insert has a trapezoidal shape with straight or radius bases and it is located in the central part of the block with a narrow base to the working surface of the block. When using the pads of the claimed design, there is a decrease in metal enveloping (metal transfer from the wheel surface to the brake shoe), as well as a reduction in thermal cracks and other defects of the wheel surface, the unevenness of the wear of the blocks is reduced, which allows to save the wheel surface and increase its working life.

Claims

The brake pad of a railway vehicle, containing an all-metal frame with a U-shaped protrusion in its central part, a composite friction element and solid inserts, characterized in that the pad contains one solid insert, the longitudinal section of which has a trapezoidal shape with straight or radius bases, and a transverse the section has a shape that does not differ from the shape of the block in its other sections, and located in the central part of the block with a narrow base to the working surface of the block ary yaw pads symmetry, wherein the insert is made of iron and is welded to the metal frame on both sides of the U-shaped protrusion of the chassis width.